【乡村·新聚焦】
麦田里的守护人
——记省农科院清水试验站甘谷试验站科研团队
清水试验站专家在观测。本文图片除署名外均由新甘肃·甘肃日报记者王朝霞摄
新甘肃·甘肃日报记者 王朝霞
6月中旬,甘肃陇东南地区的冬小麦,已由翠绿渐次变得青黄,风吹麦浪起,扑面穗生香。农机手驰骋麦田,自南向北、自东向西陆续开镰收割。
今年的冬小麦长势如何?抗病情况如何?记者走进省农科院小麦研究所清水试验站和植物保护研究所甘谷试验站一探究竟。
这里是我省冬小麦育种、麦类作物种质资源研究和小麦条锈病等病虫害监测预警及防控技术研究的科研基地。试验站的科研团队,在种业“芯片”研发上下功夫,在新品种选育上做文章,在条锈病绿色防控上出实招,支撑起口粮安全的保护网。
培育“兰天”小麦新品种
仲夏时节的清水县,四野清新,清凉宜人。
清水古称上邽,以“清泉四注”而得县名。在这个农耕文明源远流长之地,小麦、玉米、马铃薯等农作物遍布田间,核桃、苹果、半夏、沙棘等林果药材绿满山川。
永清镇在清水县县城东南5公里,省农科院小麦研究所清水试验站坐落于此。试验站马沟村泰山庙塬基地的100亩麦田,绿中透黄。微风吹过,饱满的麦穗在风中摇曳。
清水试验站始建于1969年,由我国著名小麦育种家周祥椿教授创立,已有50余年历史,先后育成“卫东”“清农”“陇原”“兰天”等系列小麦品种100余个。
科研团队先后引进大量国内外抗条锈病种质资源,建成了国内最大的抗条锈病基因库,育成了一批携带不同抗锈基因、分属不同抗锈类型的抗条锈病品种,提高了陇东南抗条锈病基因的丰富度,减轻了小麦条锈病对我国东部麦区的危害,为我国粮食安全作出了重要贡献。
记者在试验田看到,这里有来自全国的各种小麦育种材料,对比试验鲜明:兰天系列小麦品种青枝绿叶、颗粒饱满,其他品种因感染条锈病而叶片发黄、麦粒干瘪,对比出兰天系列品种的良好抗条锈性。
“我们要秉承周祥椿教授等老一辈科学家精神,持续做好小麦种质资源的创新和新品种的选育。”清水试验站站长、省政府参事鲁清林研究员对记者说,目前科研团队在原有抗锈丰产的基础上,提出“降低株高和改造株型、进一步提高增产潜力”的育种思路,实现了抗条锈性强、旱地亩产超过600公斤的突破性进展。
一方试验田里,一株株无芒小麦长势整齐,虽然“个头”低矮,约70厘米高,刚没过人膝,但穗粒较长,约8.5厘米。省农科院小麦所副所长曹世勤研究员摘下一个穗头,揉碎麦皮,露出一颗颗圆润饱满的白色籽粒,“这就是兰天36号小麦,2020年在徽县创造了620.88公斤的高产纪录!”
“通常能抗条锈病的小麦,产量相对较低,这是一对矛盾。培育既抗病又丰产还要抗寒抗旱强的品种难度比较大,而我们很好地做到了这一点。目前我们选育的适合于陇东南山塬旱地的抗病小麦新品种,亩产普遍能达到400公斤以上。”杜久元研究员介绍。
省农科院小麦所冬小麦科研团队开展的“多抗高产广适兰天系列冬小麦新品种选育及应用”研究,经过20多年的选育,育成的兰天30号、兰天33号、兰天34号、兰天35号、兰天36号等5个冬小麦新品种,株型紧凑、矮秆、丰产、抗锈性显著提高。2013年以来,5个冬小麦新品种在我国条锈病核心疫源区累计推广570多万亩,新增粮食2.69亿公斤,新增利润7.25亿元。其中2018至2020年累计推广365万亩,新增粮食1.72亿公斤,节省农药及防治成本5478万元。在粮食增产、减药增效、农民增收等方面意义重大,这项科研成果获得2021年度甘肃省科技进步奖一等奖。
打造口粮生产的“芯片”
徽县农技中心工作人员在小麦新品种繁育田测产。新甘肃·甘肃日报通讯员杨晓辉
粮食安全,国之大者。小麦是我国北方的主要粮食作物,更是甘肃省最主要的口粮。
种子是粮食生产的“芯片”。培育和种植抗条锈病品种,实现小麦绿色、安全、高质量生产,是保障粮食安全最主要且经济有效的措施。为此,省农科院小麦研究所科研团队持续在基因资源挖掘、育种新技术研究与育种应用等方面不懈努力,创新探索。
科研团队在国家自然科学基金支持下,开展小麦品种抗条锈基因的精细定位与抗病基因聚合育种,如小麦品种“兰引1号”持久抗条锈性基因解析、小麦品种兰航选122成株抗条锈病QTL定位等研究。同时在甘肃省重点研发计划、省农科院生物育种等项目支持下开展陇南持久抗条锈冬小麦分子育种、小麦分子育种平台创建与品种选育、航天诱变育种等研究。
“我们采取国际先进的小麦分子育种和快速育种技术,加代繁育,一年可培育3至4代,实现了甘肃小麦快速育种。”省农科院小麦研究所白斌博士说。
这位从新加坡国立大学留学归来的博士后,在骄阳炙烤下,皮肤晒得黝黑。“瞧,白博士晒成了‘黑’博士!”同行开玩笑地说。
白斌指着地里的小麦介绍说:“兰天196,是利用分子育种结合常规育种技术培育的抗病丰产新品系,聚合了持久抗病基因,田间表现优异;兰航选151,对条锈病免疫,蛋白质、湿面筋含量高、延展性好,可做挂面专用品种。”
针对小麦重要农艺性状遗传基础不明晰、专用性品种缺乏、条锈病和白粉病抗性易丧失等问题,依托西部之光、国家自然科学基金、甘肃省科技支撑等项目资助,科研团队与中国农科院及华中农大合作,杨芳萍研究员与白斌、刘金栋等专家开展小麦重要性状遗传解析及基因聚合方法研究。
这项研究成果显著:率先解析了春化、光周期、矮秆及抗病性等重要农艺性状基因在世界主要国家品种的分布频率及在我国不同麦区的遗传效应,明确了我国及甘肃省小麦品种面筋强度及色素基因的分布频率;立足陇南麦区应用长达50多年的4个持久抗性亲本,发掘26个新的抗病性状基因座,开发与其紧密连锁的分子标记,揭示其持久抗病性的遗传机理;申请抗条锈辅助选择国家发明专利2项(其中1项已授权),培育兼抗型小麦新品系23个。
这项研究在国内外小麦重要农艺性状和抗病性遗传解析及分子标记辅助选择育种中起到了一定的引领作用,获得2021年度甘肃省自然科学奖三等奖。
团队经过科研攻坚,育种取得丰硕成果。陇原235在省陇东片区域试验中,抗逆性和丰产等表现突出,始终排在参试品种第一位;兰天58号,由于植株高,平均94厘米,抗旱、抗寒性好,尤其对倒春寒具有较强抵御能力;兰航选L622,是经航天诱变培育而成的优质春小麦新品种,高抗条锈,中抗白粉病和叶锈病,节水抗旱耐瘠性强,是适合制作拉面的中强筋品种。
除了抗锈、抗旱、抗寒,科研团队还研发出许多功能性小麦新品种。记者在试验田看到,麦穗呈紫红色的紫麦,籽粒也呈紫色,富含花青素、硒元素等,去年小区试验中亩产达600多公斤,市场前景十分广阔。
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